野生華山參生境調(diào)查與分析

叢曉峰，陳 昊，李 丹

（1陜西省西安植物園，西安 710061；2陜西省植物資源保護與利用工程技術(shù)研究中心，西安 710061；3國投生物科技投資有限公司，北京 100034）

0 引言

華山參(Physochlaina infundibularis)學(xué)名為漏斗泡囊草或漏斗脬囊草，為茄科泡囊草屬多年生草本植物，陜西地區(qū)稱之為秦參、煤參，河南地區(qū)稱之為熱參、大紅參，山西地區(qū)稱之為二月旺[1-2]。華山參屬陜西省重點保護植物[3]，自然分布區(qū)域狹長且不連續(xù)，產(chǎn)陜西秦嶺北坡的中部到東部、河南西部和南部、山西南部等地區(qū)，適生區(qū)為海拔400～1600 m的山坡林下[3-4]。

華山參始載于《本草綱目拾遺》[4]，是中藥材華山參的基源植物，也是中成藥華山參片、華山參滴丸的主要原料；中藥材華山參與中成藥華山參片均收載于《中華人民共和國藥典》（2020 年版一部）[5]。華山參以干燥的根部入藥，味甘、微苦，性溫，有毒，具有溫肺祛痰、平喘止咳、安神鎮(zhèn)驚之功效，用于寒痰喘咳、驚悸失眠等癥的治療[5-7]。華山參富含莨菪堿類化合物，因其存在一定的藥用價值，人為挖掘較為嚴重。華山參對生境的要求較為嚴苛，國內(nèi)外未見人工種植華山參的報道。近年來華山參的研究多集中在化學(xué)成分的提取與鑒定[8-17]，對華山參的野生種群分布、適生環(huán)境、生境制約因子、致瀕原因等研究相對匱乏。筆者依據(jù)野外科考數(shù)據(jù)，對野生華山參生境進行調(diào)查分析，旨在為華山參種質(zhì)資源的保護與利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 種群的確定

收集整理野生華山參相關(guān)文獻資料，依據(jù)《第四次全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)指導(dǎo)[18]，結(jié)合野外實際調(diào)查經(jīng)驗，規(guī)劃野外調(diào)查方案。在10 m×10 m 區(qū)域內(nèi)野生華山參個體植株超過5株，認定為一個種群，相鄰2個種群距離不小于200 m。

1.2 研究方法與數(shù)據(jù)處理

調(diào)查華山參種群的生境狀況以及分布特點，內(nèi)容包括種群的地理信息（經(jīng)緯度、海拔、坡向、坡位、坡度）、群落的建群信息（建群樹種、郁閉度、干擾強度、伴生植物）、華山參的物候信息（萌發(fā)及休眠時間、花期、果期、植株數(shù)量、生長狀況、植株性狀等），每個種群采集3份0～20 cm的土壤樣品，檢測養(yǎng)分含量，取平均值。群落中物種的重要值、相對多度、相對頻度和相對高度的計算見式(1)～(4)。

采用電極法測量土壤pH，土壤有機質(zhì)與堿解氮分別采用NY/T 1121.6—2006、LY/T 1228—2015方法測定，土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法(HJ 704—2014)測定，土壤速效鉀采用火焰光度計法(NY/T 889—2004)測定。采用Excel 2003處理分析相關(guān)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本情況

華山參野外調(diào)查區(qū)域主要集中在秦嶺中部的陜西西安地區(qū)與秦嶺東部的河南洛陽地區(qū)，海拔500～1450 m，屬暖溫帶大陸季風(fēng)氣候，光照充足。年均溫14℃，年降水量690 mm，年均日照2177.3 h，無霜期213 d。

華山參多生于郁閉度在30%～45%之間的林下或林緣（表1），其中陰坡、陽坡的平均郁閉度分別為31.8%、44.2%，陽坡的郁閉度明顯高于陰坡。野生華山參的適生海拔在600～900 m 之間，陽坡生長區(qū)的海拔稍高于陰坡，所處的坡度一般較緩，多在15°～25°。

表1 華山參野外采樣點的地理分布特征

華山參土層厚度多在10～20 cm，夾雜較多的碎石，地表枯落物厚度為3～5 cm，多為喬木、灌木的枯枝落葉。

2月底、3月初當(dāng)日均溫度達到10～15℃時，華山參開始萌發(fā)，莖分枝或稀不分枝；葉片近三角形，草質(zhì)，互生，除葉片外通體被短柔毛；3 月中下旬，當(dāng)日均溫達到15～20℃時開花，開花時植株高度20～35 cm，花頂生或腋生，傘形聚傘花序，花萼長約6 mm，花冠漏斗狀鐘形，長1 cm，基部為淺紫色，其他部分綠黃色，花期10～15 d；4月上旬結(jié)果，蒴果，直徑約1.5 cm，綠色；4月下旬至5月上旬果實成熟，種子腎形，長約3 mm，淺桔黃色；5月上旬華山參的莖葉逐漸變黃枯萎，進入休眠期。

2.2 華山參生境的植物特征

華山參生境內(nèi)各層次主要伴生物種具有明顯的北溫帶中低海拔山區(qū)植物特征，表2為華山參生境內(nèi)各層次重要值排名前3位且大于0.5的物種，群落類型主要為中低海拔落葉闊葉林，多以鹽膚木(Rhus chinensis)、銳齒槲櫟(Quercus aliena)、黃櫨(Cotinus coggygria)、楓楊(Pterocarya stenoptera)建群，偶見粗榧(Cephalotaxus sinensis)等針葉林，郁閉度較高，華山參常生于林緣或林下。位于秦嶺東段的3、4、5號樣地以鹽膚木為優(yōu)勢樹種，其他位于秦嶺中部的6 個樣地的優(yōu)勢樹種為銳齒槲櫟、黃櫨。華山參生境內(nèi)的灌木層大多呈現(xiàn)稀疏狀況，以鞘柄菝葜(Smilax stans)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、火棘(Pyracantha fortuneana)、衛(wèi)矛(Euonymus alatus)為主。草本層多以紫堇(Corydalis edulis)、薹草(Carex breviculmis)、麥冬(Ophiopogon japonicus)為主，有時可見延胡索、老鴉瓣、黃精等藥用植物。

表2 華山參生境內(nèi)的主要伴生物種（重要值大于0.5）

按生活習(xí)性劃分，華山參生境內(nèi)計有木本植物16科28 屬36 種，以殼斗科(Fagaceae)、漆樹科(Anacardiaceae)、薔薇科(Rosaceae)為主；草本植物12科22 屬35 種，以天門冬科(Asparagaceae)、莎草科(Cyperaceae)為主。

2.3 華山參根際土壤分析

表3是不同產(chǎn)地華山參根際土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)含量及pH的差異，變異系數(shù)越大表明數(shù)據(jù)越分散，說明數(shù)據(jù)的空間波動越強烈，差異性越大[20]。華山參生境內(nèi)的土壤類型多為森林棕壤，土壤pH的變異系數(shù)變化較小，僅為1.54%，呈中性。樣地1的pH最低，為6.8；樣地9的pH最高，為8.1。土壤中有機質(zhì)與堿解氮含量變化較小，速效鉀的變異系數(shù)最大，為60.01%。土壤中營養(yǎng)元素主要是植物凋落物經(jīng)過分解后的產(chǎn)物，中低海拔山區(qū)土壤層營養(yǎng)元素含量極易受微地形及降雨的影響，從而產(chǎn)生較大的差異。相對而言，3、4、5 號樣地的野生華山參根際土壤中有機質(zhì)、堿解氮以及速效鉀的含量高于其他產(chǎn)地；速效磷較豐富的樣地為西安市長安區(qū)祥峪?？傮w而言，野生華山參根際土壤呈現(xiàn)速效鉀的含量比較豐富、速效磷與堿解氮相對匱乏的狀況。

表3 華山參根際土壤養(yǎng)分狀況

3 結(jié)論與討論

野生華山參喜溫暖、半濕潤氣候，因主產(chǎn)于秦嶺的華山，故名華山參[21]。野外科考中所發(fā)現(xiàn)的華山參種群處于典型的北溫帶半干旱區(qū)域，主要位于秦嶺北坡中段的西安市長安區(qū)與東段的洛陽市汝陽縣，2 個區(qū)域中間的10 余個縣市，近350 km 的秦嶺北坡均未發(fā)現(xiàn)野生華山參的種群。在華山周邊區(qū)域的野外科考中也沒有發(fā)現(xiàn)野生華山參植株，參考近年來已發(fā)表的相關(guān)文獻[22-23]，未見華山周邊區(qū)、縣有野生華山參大面積的種群的記錄報道。由此可見，華山參在秦嶺北坡的分布并不連續(xù)，呈現(xiàn)一定的破碎化，產(chǎn)生這種現(xiàn)狀的原因尚不明確，還有待進一步研究。

野生華山參生于中低海拔山區(qū)的闊葉林下、灌木林帶及林間空地，生境內(nèi)喬、灌、草各層次發(fā)育較為完善，華山參種群延坡面呈帶狀或片狀分布。相對而言，受海拔與氣候等因素影響，華山參生境內(nèi)的喬木層與草本層物種的豐富度較高，灌木層的物種豐富度較低。林下郁閉度的產(chǎn)生條件主要來源于大型喬木，這對外部極端的氣候條件具有一定的緩沖作用，使得生境內(nèi)水熱分布較均勻，相對穩(wěn)定。野生華山參所處的坡度一般較緩，這有利于排水，同時也不會使得土壤過分流失。這樣的光、熱等自然條件使得生長在不同朝向與海拔的華山參物候特征基本一致。

種群數(shù)量結(jié)構(gòu)與動態(tài)是種群生態(tài)學(xué)研究的核心[24]。野生華山參居群多位于保護區(qū)內(nèi)，植被保存良好，生境較為完整，這與普遍認為華山參的瀕危原因主要是人為過度采挖和生態(tài)環(huán)境破壞的結(jié)果存在較大的反差。華山參肉質(zhì)根多長在石縫隙中，土層較薄，保水性能較差，不利于種子萌發(fā)和新芽分化。同時華山參4 月底開花，5 月中旬種子成熟并逐漸脫落，種子脫落后會被夏秋季的雨水沖集至坡谷位置，此位置雖然有利于籽粒萌發(fā)，但由于坡谷土壤含水量較高，又不利于成年華山參肉質(zhì)根的生長。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，華山參野生居群基本由成年植株組成，罕見幼苗生長，更新苗稀少，可能是有性生殖產(chǎn)生的種子沒有得到有效傳播和萌發(fā)，居群年齡結(jié)構(gòu)不合理，屬于衰退型居群，如2012年在秦嶺祥峪地區(qū)發(fā)現(xiàn)約50株的小種群，到2015年時該分布點上的華山參植株已經(jīng)消失[3]，由此推測華山參自然更新困難是其致瀕的主要原因。

華山參根際土壤的分析中，pH的變異系數(shù)變化較小，說明野生狀態(tài)下華山參對土壤pH的要求較高，偏堿性土壤不適宜華山參種植；華山參生長過程中對土壤中氮元素、有機質(zhì)的需求相對較高。

作為被《中華人民共和國藥典》收載的中草藥，華山參的各項研究工作成果相對匱乏，相關(guān)的文獻報道較少，主要集中在化學(xué)成分的提取與鑒定上，華山參地上部分有效成分的含量高于根部[25]，但對于華山參的利用主要以根部為主，這造成了極大的資源浪費，因此對于華山參的進一步認識與利用還有待于強化。應(yīng)根據(jù)野生華山參生境特征和土壤養(yǎng)分條件進行相應(yīng)的引種栽培工作，從而形成資源的可持續(xù)利用，以降低對野生自然資源的依賴與破壞。